Analiza argonu wyodrębnionego z dużej kriogenicznej jednostki separacji powietrza

Obecnie argon uzyskuje się głównie przez głębokie oddzielenie powietrza. To, czy na dużą skalę głębokiej jednostki separacji powietrza jest wyposażona w system argonu, jest związane z inwestycją i zużyciem energii jednostki. W przypadku nowo zbudowanej jednostki, czy skonfigurowanie systemu argonowego powinno opierać się na sytuacji rynkowej argonu w obszarze, w którym znajduje się jednostka, w połączeniu z jednostką inwestycyjną i poziomem zużycia energii, a następnie wybrać schemat konfiguracji odpowiedni dla projektu. Tylko w ten sposób można w pełni wykorzystać rolę jednostki separacji powietrza, a następnie strukturę produktu fabryki można zoptymalizować w celu uzyskania najlepszych korzyści.
Słowa kluczowe: system argonowy; rynek; zużycie energii; korzyść

Menu treści

1. Wprowadzenie
2. Wprowadzenie do dużej jednostki separacji powietrza
3. Przepływ procesu i cechy produkcji argonu
4. Badania i analiza rynku argonu w określonym obszarze
5. Analiza ryzyka i efektywności energetycznej produkcji argonu
6. Wniosek
7. Sugestie

1. Wprowadzenie
Rzadkie gazy odnoszą się głównie do gazów o niskiej zawartości w atmosferze, w tym helu, neon, argonie, krypton, ksenonie itp., Wśród których Argon ma najwyższą zawartość, co stanowi około 0. 932%. Argon jest rzadkim gazem szeroko stosowanym w przemyśle. Jest to bardzo nieaktywne i ani nie pali, ani nie wspiera spalania. Argon jest stosowany głównie w produkcji, elektronice, wytopie metalowej i innych branżach. Na przykład, podczas spawania aluminium, magnezu, miedzi i jego stopów oraz stali nierdzewnej, argon jest często używany jako gaz osłonowy, aby zapobiec utlenianiu spawanych części lub azotu powietrza. W rzeczywistej produkcji przemysłowej ustawienie systemu argonowego jest związane ze strukturą produktu, inwestycją i zużyciem energii urządzenia.

2. Wprowadzenie do dużej jednostki separacji powietrza
Duży projekt chemiczny węglowy w określonym regionie planuje zbudować jednostkę separacji powietrza o zdolności produkcyjnej tlenu 50, 000 nm3\/h. Jednostka planuje zastosować normalną temperaturę oczyszczanie adsorpcji sita molekularnego, ciśnienia powietrza, wewnętrznego procesu kompresji produktu tlenu i azotu, regularnej wieży pakowania i pełnego procesu produkcji argonu oraz napędu silnika sprężarki powietrza.
3. Przepływ procesu i cechy produkcji argonu
Metodą powszechnie stosowaną do produkcji argonu jest pełna destylacyjna produkcja argonu, która ma zalety prostego procesu, wygodnego działania, bezpieczeństwa, stabilności i wysokiego wskaźnika ekstrakcji argonu. Pełna produkcja argonu destylacji polega na przyjęciu frakcji bogatej w argon ze środkowej i dolnej części górnej wieży oraz wejście do systemu destylacji argonu, oddzielnego tlenu i argonu w surowej wieży argonowej oraz bezpośrednio uzyskanie surowego argonu o zawartości tlenu zawartości tlenu z zawartości tlenu z zawartości tlenu z zawartości tlenu z zawartości tlenu z zawartości tlenu z zawartości tlenu o<1.5 × 10-6. Then, separate argon and nitrogen in the refined argon tower to obtain a high-purity argon product with a purity of 99.999% (argon content).
4. Badania i analiza rynku argonu w określonym regionie
According to the survey, there are 9 air separation units with a scale of more than 6000 Nm3\/h in operation, under construction, and planned in a certain region, as shown in Table 1. Among them, there are 6 units that have been put into production and produce argon, with a total capacity of 5860 Nm3\/h (according to the designed capacity), that is, 84,000 t\/a. Ponadto, ze względu na fakt, że system argonowy niektórych projektów nie został wykorzystany lub wyjście jest niskie, rzeczywiste wyjście wynosi około 63 000 t\/a. Ogólnie rzecz biorąc, zdolność produkcyjna argonu w tym regionie jest stosunkowo niewielka.

Rozumie się, że koszt transportu jednostkowego płynnego argonu wynosi {0}. Różnica cen między rynkami w odległości 200 km wynosi teoretycznie około 160 juanów\/t; Podobnie różnica cen między dwoma rynkami w odległości 500 km przekracza 400 juanów\/t, a rynki są połączone. Rozumie się, że cena rynkowa argonu w tym regionie wynosi od 800 do 1900 juanów\/t (obliczona na podstawie średniej rocznej ceny 1000 juanów).
Dla 5 0, 000- separacja powietrza, argon jest produktem ubocznym. Teoretycznie zużycie energii składa się głównie z pracy separacji i pracy upłynnienia (wszystkie prace kompresyjne są rozmieszczone na tlenu i azotu). Wiadomo, że teoretyczne minimalne dzieło upłynniania argonu wynosi 0. 2391 kW · h\/nm3 (obliczone na 0. 3 kW · h\/nm3), a dzieło skraplania są obliczane jako 560 × 0. 3=168 kw · h\/t. Prace separacji są obliczane zgodnie z wzorem: w=rt (no2ln + nn2ln + nar ln) w wzorze, r jest uniwersalną stałą gazu; T jest temperaturą otoczenia; NO2, NN2, NAR to ilości substancji tlenu, azotu i argonu; PO2, PN2, PAR to częściowe ciśnienie odpowiednio tlenu, azotu i argonu; P to całkowite ciśnienie.
Dzięki obliczeniom można uzyskać, że teoretyczne minimalne dzieło separacji 1 nm3 powietrza wynosi około 0. 017 44 kw · h\/nm3 (obliczone jako 0. 0 2 kw · h\/nm3) i 8% pracy separacji, więc separacja działać=248, 000 × 0,02 × 8% × (560 ÷ 1500)=148 KW · H\/T. Podsumowując, koszt produkcji Argonu wynosi około 316 kW · h\/t lub 139 juanów\/t.
Obejmując klientów w odległości 200 i 500 km, plus koszty transportu, całkowity koszt wynosi odpowiednio około 299 i 539 juanów\/t, co nadal ma pewne zalety kosztów.
Promień transportu tego obszaru ze strefy przemysłowej stolicy prowincji wynosi zaledwie 100 km. W przyszłości, wraz z planowaniem strategii rozwoju „silnego kapitału” prowincji, branża produkcyjna, zwłaszcza przemysł elektroniczny i fotowoltaiczny, wprowadzi poważne możliwości rozwoju, a popyt rynkowy na argon również wzrośnie.

5. Analiza ryzyka i efektywności energetycznej produkcji argonu
W przypadku produkcji argonu obecny pełny proces produkcji argonu jest technicznie dojrzały i niezawodny i nie zwiększy ryzyka bezpieczeństwa urządzenia. Konfiguracja systemu argonowego zwiększy również szybkość ekstrakcji tlenu i będzie miała znaczący efekt oszczędzania energii. Dla 50, 000- Separacja powietrza, objętość ekstrakcji argonu wynosi około 1500 nm3\/h (szybkość ekstrakcji argonu wynosi 70%). Porównanie dokonuje się pod względem zużycia energii, inwestycji i dochodów, jak pokazano w tabeli 2.

Tabela 2 Porównanie schematów konfigurowania systemu argonowego

Ponieważ ponad 90% zużycia energii jednostki separacji powietrza jest generowane przez sprężarkę powietrza i wzmacniacz, obliczamy redukcję zużycia energii poprzez konfigurację systemu argonowego. Im szybsza szybkość zasilacza, tym szybsza temperatura na dole zbiornika spada, a tym większa różnica temperatury między ścianami wewnętrznymi i zewnętrznymi, co powoduje, że wewnętrzna ściana zbiornika ma większe naprężenie rozciągające. Zgodnie z superpozycją kilku stresów lokalny wysoki stres jest pogarszany. Ten lokalny wysoki stres zapewnia korzystne warunki do tworzenia i rozszerzenia pęknięć. W prostej krawędzi głowy, w której wytrzymałość o niskiej temperaturze jest najsłabsza, ziarna powierzchni w pobliżu strefy dotkniętej ciepłem tworzą pęknięcia międzykrystaliczne. Zgodnie z działaniem lokalnego wysokiego naprężenia pęknięcia nadal rozszerzają się wzdłuż ziarna lub przeszczepu transgranicznego dekoltu, a na koniec przenikają i powodują niepowodzenie zbiornika.
6. Sugestie
1. Pęknięcie niepowodzenia kriogenicznej głowicy zbiornika jest kruchym pęknięciem o niskiej temperaturze spowodowanym naprężeniem wewnątrz zbiornika. Pęknięcie pochodzi z wewnętrznej powierzchni prostej odcinka krawędzi głowy poza strefą dotkniętą ciepłem spoiny obwodowej. Pęknięcia w obszarze źródła pęknięcia i powierzchni wewnętrznej są głównie pęknięciami międzygranowymi, a powierzchnia przedłużania jest mniejsze pęknięcia rozszczepiania międzykrystalicznego.
2. Podczas tworzenia się odcinka krawędzi głowicy wystąpiła indukowana deformacją transformacja fazowa martrytyczna, co powoduje duże hartowanie deformacyjne, które znacząco pogorszyło wytrzymałość materiału w niskiej temperaturze materiału, a duże naprężenie resztkowe było główną przyczyną niskiej temperatury pęknięć kruchego w kruche pęknięcia.
3. Nadmierne odkształcenie wzmacniające odkształcenie zbiornika kriogenicznego zwiększa utwardzenie materiału i powoduje, że materiał jest krucha, powodując jednocześnie duże naprężenie szczątkowe, które przyspiesza wytwarzanie pęknięć.
4. Stres różnicy temperatury generowany przez przerywane wypełnienie ciekłego azotu podczas stosowania zbiornika przyspiesza również stężenie naprężeń i wydłużenie pęknięcia.
7. Wniosek
1. Transformacja fazy martenzytu indukowana przez szczep spowodowana deformacją austenitycznej stali nierdzewnej jest związana z temperaturą deformacji plastiku, ilością deformacji i szybkością deformacji. Zaleca się zastosowanie ciepłego formowania do tworzenia głowy w celu zmniejszenia wytwarzania deformacji martenzytu i stwardnienia deformacji materiału spowodowanego deformacją zimna. Po utworzeniu głowy równoważna zawartość ferrytu można wykryć metodą wykrywania magnetycznego. Równoważna zawartość ferrytu powinna być ogólnie kontrolowana poniżej 15%. W przypadku głowy, której równoważny ferryt odcinka krawędzi prostej przekracza wymaganie, metodę obróbki roztworu stałego można zastosować do jego uratowania, aby plastyczność i wytrzymałość materiału mogły być częściowo przywrócone lub ulepszone;

2. Po wzmocnieniu odkształcenia zbiornika magazynowania należy ściśle kontrolować, a szybkość temperatury i deformacji cieczy pod ciśnieniem należy kontrolować, aby uniknąć szybkiego odkształcenia w niskiej temperaturze, skutecznie zmniejszyć wytwarzanie martenzytu deformacji i zmniejszyć naprężenie resztkowe deformacji.

Skontaktuj się teraz